不確定性不僅僅是人試圖避免、減少的不便性，而是一個(gè)決定人類決策和行動(dòng)的重要因素。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要求操作者了解情況中不確定性的程度和性質(zhì)是非常重要的。信息的置信水平，不確定性的相關(guān)性，是大多數(shù)領(lǐng)域中態(tài)勢感知的一個(gè)重要組成部分。由于其獨(dú)特的性質(zhì)，我們將描述不確定性的不同類型和來源，不確定性在態(tài)勢感知中的作用，以及人們?nèi)绾畏e極管理復(fù)雜領(lǐng)域中的不確定性。然后我們將描述用于顯示信息可靠性或確定性的設(shè)計(jì)建議，以便支持態(tài)勢感知和決策。

    不確定性在整個(gè)決策過程中發(fā)揮作用（如下圖）。個(gè)體感知的基本數(shù)據(jù)（u1），他們對(duì)數(shù)據(jù)正確理解（u2）的程度，他們的預(yù)測能力（u3），以及他們的決定達(dá)到預(yù)期的程度（ud）都有一定程度的不確定性。

第一級(jí)：數(shù)據(jù)的不確定性

    第一種類型的不確定性涉及操作者可以獲得環(huán)境狀態(tài)的基本數(shù)據(jù)。通常，傳感器測量，檢測環(huán)境中的事件和對(duì)象或?qū)傩?，測量結(jié)果具有某種程度的誤差或不確定性。這些結(jié)果包括經(jīng)由機(jī)械傳感器檢測飛行器的位置、速度和航向，或經(jīng)由一個(gè)人報(bào)告給定扇區(qū)中是否存在敵方坦克。在手術(shù)室中，使用傳感器來測量患者心率和血液中的氧濃度。所有這些傳感器測量都具有與它們相關(guān)聯(lián)的一些誤差。聯(lián)系傳感器數(shù)據(jù)的誤差，許多因素導(dǎo)致了產(chǎn)生不同程度的不確定性。
（1）缺少的信息：不確定性的最常見來源之一是缺少數(shù)據(jù)（McCloskey，1996）。在軍事情況下，敵人積極地努力否認(rèn)或隱藏相關(guān)信息，使缺失數(shù)據(jù)是一個(gè)常見的問題。飛行員或指揮官必須積極努力尋找敵方飛機(jī)或部隊(duì)，并確定他們的相關(guān)屬性（例如：數(shù)字，編隊(duì)，名稱，類型），但他們最終只能得到有限的信息輔助操作。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，不確定性產(chǎn)生的原因可能是由于缺少潛在受損的信息（因?yàn)?x 射線或其他測試僅能檢測所需數(shù)據(jù)的一部分）或缺少過去病史，比如早期接種或過敏的信息，因?yàn)榛颊呖赡軟]有留意或無法記住（Xiao
＆MacKenzie，1997） 。在幾乎每個(gè)領(lǐng)域，缺失的信息是不確定性的重要來源。
（2）數(shù)據(jù)可信性：操作者可用的信息具有一定程度的不確定性，該不確定性由于傳感器或信息來源的不可靠性的程度產(chǎn)生的。沒有傳感器或人是 100％準(zhǔn)確的。比起經(jīng)驗(yàn)豐富的老兵，來自無經(jīng)驗(yàn)士兵關(guān)于敵人活動(dòng)的口頭報(bào)告將被視為不可靠（更少的不確定）。雷達(dá)上的目標(biāo)檢測可以可以認(rèn)為比紅外傳感器更可靠（更少的不確定）。已知不同的醫(yī)學(xué)測試在檢測各種醫(yī)學(xué)狀況有不同的可靠性。隨著時(shí)間的推移，操作員了解哪些傳感器比其他傳感器更可靠，就像他們了解哪些人比其他人更可靠和更值得信賴。更重要的是，人們還會(huì)學(xué)習(xí)這些系統(tǒng)何時(shí)可靠，以及導(dǎo)致這些系統(tǒng)不可靠的因素。例如，特定的傳感器在大多數(shù)時(shí)間可能是非?？煽康?，但是對(duì)于有云層覆蓋或高濕度水平情況下可能功能不佳。一個(gè)給定的個(gè)人在大多數(shù)時(shí)間可能是非?？煽康模皇窃谥芪逋砩纤麄円呀?jīng)喝得太多的情況下。這種類型的信息可靠性測量比單個(gè)數(shù)字（例如，75％可靠）更有用，因?yàn)槿藗兡軌蚋玫匦?zhǔn)他們放置在系統(tǒng)提供的特定數(shù)據(jù)片段中的置信度，或者對(duì)某個(gè)人的信任程度。傳感器或測量正確地檢測潛在事件（其真實(shí)性）和報(bào)告數(shù)據(jù)的粒度（特異性程度）的可能性與來源的可靠性密切相關(guān)。換句話說，傳感器報(bào)告的內(nèi)容越詳細(xì)，人的置信度就越準(zhǔn)確。例如，空中交通管制員得到的飛機(jī)高度報(bào)告精確到實(shí)際高度的 300 英尺以內(nèi)。全球定位系統(tǒng)（GPS）信號(hào)可以將物體位置（取決于三角測量中的衛(wèi)星數(shù)量）報(bào)告在 50 英尺內(nèi)。這其中存在不同程度的自有不確定性，因?yàn)橛写嬖谧兓目臻g。
（3）不一致/沖突的數(shù)據(jù)：通常，多個(gè)傳感器會(huì)提供同一潛在現(xiàn)象的信息。當(dāng)這些不同的數(shù)據(jù)源一致時(shí)，即使每個(gè)數(shù)據(jù)源具有較低的可靠性，它們也可以增加對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的主觀信心水平（Gilson，Mouloua，Graft，＆McDonald，2001）。然而，許多時(shí)候，多個(gè)來源可能會(huì)有相互沖突的數(shù)據(jù)。這種不一致可能是因?yàn)椴煌膫鞲衅骶哂胁煌目煽克?，或者因?yàn)樗鼈儗?shí)際上報(bào)告的是不同的潛在現(xiàn)象。盡管人們可能使用不同的策略來解決這種沖突（本章后面討論），但可以肯定地說，不一致的數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致更低的信心水平或確定性，并且可能顯著減慢決策制定并降低性能（Bolstad＆Endsley，1998）。確定哪個(gè)傳感器是正確的對(duì)于操作者來說可能是困難且耗時(shí)的。
（4）數(shù)據(jù)的及時(shí)性：雖然在一些環(huán)境中，數(shù)據(jù)不斷地被檢測并報(bào)告給操作員，但在許多其它環(huán)境中，數(shù)據(jù)只是偶爾或周期性地收集?？罩薪煌ü苤茊T獲得的飛機(jī)位置在顯示器上每 6 秒更新一次（根據(jù)雷達(dá)的掃描），這與上次更新的飛機(jī)的位置，航向和高度的變化會(huì)帶來一定程度的不確定性。戰(zhàn)場中的智能信息可以是幾小時(shí)或幾天更新一次，因此過渡期間的變化帶來不確定性，即便他們最初收集的數(shù)據(jù)是完全準(zhǔn)確的。
（5）含糊不清或嘈雜的數(shù)據(jù)：此外，許多數(shù)據(jù)嵌入在上下文中，其本質(zhì)上是噪聲或模糊的，這會(huì)導(dǎo)致不確定性。ECG 信號(hào)可以拾取許多移動(dòng)偽像，這些偽影可能掩蓋醫(yī)生正在尋找的信號(hào)。車輛和坦克可以被偽裝，使得它們在背景下很難檢測到并且?guī)砦矬w是否存在這樣的不確定性。
    這五個(gè)因素中的每一個(gè)——缺少數(shù)據(jù)、傳感器的可靠性、不一致的數(shù)據(jù)、時(shí)間滯后和嘈雜的數(shù)據(jù)，都可能引入不確定性，并且影響一個(gè)人對(duì)他們的態(tài)勢感知的信任度，不僅是定量的，而且是定性的。知道一個(gè)對(duì)象 5 分鐘前的位置信息其可信度完全不同于知道其當(dāng)前的位置信息。第一種情況為個(gè)人提供某些信息（例如，敵方坦克絕對(duì)在該地區(qū)） ，以及一系列的可能，可以推斷其當(dāng)前狀態(tài)（例如，它必須在該位置的 X 英里內(nèi)）。第二種可以得到?jīng)]有坦克存在的可能性，但可能是不可靠的傳感器或報(bào)告員的結(jié)果。進(jìn)一步的數(shù)據(jù)收集和決策的意義是重大的。具有 80％可靠性的一個(gè)傳感器與由具有相同可靠性的兩個(gè)傳感器帶來的不確定性是完全不同的，且與檢測不同信息的兩個(gè)傳感器的組合帶來的的不確定性也是完全不同的。因此，盡管不確定性可能源于這些不同來源中的任何一個(gè)，但是該不確定性的性質(zhì)本身是提供決策和行動(dòng)的信息，并且不應(yīng)該被操作者丟失或掩飾。

 第二級(jí)：理解的不確定性
    對(duì)每個(gè)人自己，人們對(duì)發(fā)生的事情的理解形成一定程度的信心。給定某些線索和數(shù)據(jù)輸入，指揮官可以 90％確信敵人在特定部門中集合?；趲讉€(gè)測試和生理學(xué)措施，醫(yī)生對(duì)特定的診斷可能有 80％的信心。類似地，許多系統(tǒng)聚集數(shù)據(jù)或應(yīng)用不同類型的算法來對(duì)底層數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。例如自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)或傳感器融合算法可以組合多個(gè)傳感器的輸出以產(chǎn)生目標(biāo)位置或識(shí)別。該輸出的可靠性基于底層數(shù)據(jù)的質(zhì)量和確定輸出的軟件算法的質(zhì)量。
分類映射（信號(hào)特征與特定參數(shù)的已知類的擬合程度）落入該區(qū)域。即使系統(tǒng)檢測給定位置中的飛機(jī)是 100％準(zhǔn)確的，也可能存在將其特征映射到已知類型的飛機(jī)的不確定性（例如，80％的概率是友好的，20％是概率是敵人）。如果要成功使用這些系統(tǒng)，通過分類映射和信息整合尋找有意義地呈現(xiàn)置信水平信息的方法對(duì)于態(tài)勢感知是非常重要的。

第三級(jí)：預(yù)測的不確定性
預(yù)測未來會(huì)發(fā)生什么在大多數(shù)系統(tǒng)中都是不確定的。雖然對(duì)情況的充分了解和優(yōu)秀的心理模型可以減少這種不確定性，但某種程度上未來將會(huì)發(fā)生什么的不確定性總是存在。戰(zhàn)斗機(jī)飛行員可以試圖預(yù)測敵方飛機(jī)在其武器墜落時(shí)向哪個(gè)方向飛行，但他不能確切地知道。外科醫(yī)生可以相信，她清除斑塊將會(huì)使動(dòng)脈恢復(fù)正常，但是她不能確定是否還會(huì)有更多的問題。
即使預(yù)測通常遠(yuǎn)不完美，人們依舊努力做到預(yù)測，從而主動(dòng)。預(yù)測的難度不僅受到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不確定性影響，而且因每個(gè)人（或任何系統(tǒng)）基于該信息準(zhǔn)確地預(yù)測未來行為和事件的能力不同而復(fù)雜化。

 決策的不確定性
最后，不確定性通常存在于一個(gè)人的信心程度中，即特定的選擇的行動(dòng)方案將導(dǎo)致期望的結(jié)果。在不確定性決策（Kahneman，Slovic，＆Tversky，1982）和自然主義決策（Klein，Orasanu，Calderwood 和 Zsambock，1993）中有大量研究承認(rèn)這種不確定性。在大多數(shù)情況下，這本書專注于研究前三種類型的不確定性（與態(tài)勢感知有關(guān)）。